[發明專利]超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑

在審

• 申請號: 201410403954.7
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104152892A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 殷鳳高;殷群威
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市金鷹超硬材料有限公司
• 主分類號: C23C24/08
• 分類號: C23C24/08
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 奚志鵬

技術領域

本發明屬超硬材料制品的結合劑，尤其是涉及一種超硬材料制品的金屬結合劑。

背景技術

在超硬材料制品的制作中，主要用陶瓷結合劑、樹脂結合劑及金屬結合劑來制作超硬材料制品。上述結合劑的主要功能是：牢牢地把持住超硬材料，使超硬材料在使用過程中不易脫落，延長超硬材料的使用壽命及滿足需要的各種形狀。其中，金屬結合劑中又分成金屬粉末（如粉末冶金）燒結、電鍍及釬焊等（詳見參考書：“超硬材料及制品’’?笫309頁第四章之“金剛石磨具的結合劑”，鄭州大學出版社2006年10月笫一次印刷），但電鍍污染嚴重，是國家嚴格控制的項目,?需層層審批；而釬焊是將超硬材料顆粒焊接在鋼基體上,?其主要缺點是成本高。

發明內容

本發明的目的是提出一種超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑，該鋼基體金屬結合劑能部分替代電鍍、釬焊，將超硬材料：如金剛石或CBN把持在鋼基體的表層，不僅無環境污染，而且成本低，宜于推廣應用。

本發明的目的是這樣來實現的：一種超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑（簡稱鋼基體金屬結合劑），包括鋼基體和超硬材料，此鋼基體可為65Mn鋼或45#鋼或其他鋼種，按照超硬材料制品的設計來選定鋼種，此鋼基體用于切削、磨削或增設耐磨層，此超硬材料主要為金剛石、CBN及其聚晶體和WC，其特征是：先將所述的鋼基體加熱到紅塑狀態（即加熱溫度在700度—980度），然后用高速沖壓或軋制的方法將超硬材料的顆粒如金剛石或CBN的顆粒擠壓到呈塑性狀態的鋼基體的表層中，在所述的鋼基體冷卻后，依靠鋼基體材質本身的收縮力，將擠壓入鋼基體的表層中的超硬材料的顆粒緊緊地包夾住，使所述的鋼基體的表層形成超硬材料層，且此超硬材料層的厚度可以通過多次（即反復）加熱鋼基體和多次（即反復）擠壓超硬材料的顆粒來實現，在使用中該超硬材料層與鋼基體共同承擔切削、磨削的功能，不僅耐磨，使用壽命長，而且污染少、成本低。

該鋼基體金屬結合劑因利用了鋼基體的本身材料，制作簡單，用途廣泛，可用于：各種金屬及非金屬材料鋸切所使用的鋸條及園盤鋸，各種石油、地質、礦山建筑用的鉆頭，以及砂輪、磨盤、磨擦片、襯板及軋鋼導衛等。

本超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑的制造工藝流程如下：

1、根據超硬材料制品的設計要求，選擇鋼基體材質并將此鋼基體加工成所需的形狀。

2、根椐超硬材料制品的設計要求，選擇超硬材料的型號，如選擇金剛石或CBN的型號，即選擇超硬材料的抗壓強度，且此超硬材料顆粒的形狀、粒徑均按照設計來選擇。

3、選擇加熱設備及加熱方式：加熱設備為通用的高溫廂式爐、中頻感應加熱和高頻感應加熱，采用通用的電阻加熱、燃氣噴射燃燒加熱的加熱方式。

4、選擇沖壓或軋制設備：采用通用的固定臺式壓力機（即沖床）、液壓壓力機以及為超硬材料制品專門設計的熱軋機，（說明：此專門設計的熱軋機擬另外申請專利，故在本文中未作進一步描述）。

5、將選擇的超硬材料的顆粒粘結在用膠帶紙制作的傳送帶上,?再將此膠帶紙粘結在沖壓模具的上下模上或熱軋機的上下軋輥的表層上，或直接用膠水將選擇的超硬材料的顆粒粘結在上下模上，且根據超硬材料制品的設計需要，可單向或雙向地粘結所選擇的超硬材料的顆粒，即在上下模上或在上下軋輥的表層上單向或同時粘結此超硬材料的顆粒，此超硬材料的顆粒的排列密度由超硬材料制品的設計濃度所決定。

6、加熱：利用所選擇的加熱設備及加熱方式，將所選擇的鋼基體加熱到紅塑狀態，即加熱至700度—980度，且此加熱溫度的控制采用通用的測溫儀如熱電偶、遠紅外測溫儀來測控。

7、?將加熱到紅塑狀態（即達到加熱溫度：700度—980度）的鋼基體送進所選擇的設備的上下模中或上下軋輥之間?進行沖壓或軋制,?使鋼基體塑性變形，并將所選擇的超硬材料顆粒擠壓進鋼基體的表層內，此時，沖壓、軋制的鋼基體的溫度不能低于700度，否則所選擇的超硬材料顆粒會破碎而擠壓不進鋼基體的表層內，同時，在沖壓時，必須保證鋼基體的塑性變形量，此沖壓進鋼基體表層內的超硬材料顆粒的體積會使同體積的鋼基體材質向四周延伸，?因此不能在封閉的上下沖模腔內沖壓。

本發明所提出的超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑，該鋼基體金屬結合劑能替代部分電鍍、釬焊制品，將超硬材料：如金剛石或CBN把持在鋼基體的表層內，不僅無環境污染，而且成本低，宜于推廣應用。

現結合附圖和實施例對本發明所提出的超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發明所提出的超硬材料制品的鋼基體金屬結合劑的使用示意圖之一：